用于气体检测器的封壳的制作方法

用于气体检测器的封壳
1.相关申请的交叉引用本技术请求享有2019年6月5日提交的临时申请第62/857635号的权益，它的公开以其整体通过引用并入本文中。
技术领域
2.以下描述涉及气体检测器封壳，并且更具体地涉及用于针对低全球变暖潜能（gwp）制冷剂的非分光红外（ndir）气体检测器的封壳。


背景技术：

3.典型的冷藏货物集装箱，诸如用于经由海上、铁路或公路运输货物的那些集装箱，是经过修改以包括位于集装箱一端的制冷单元的集装箱。制冷单元包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。一定体积的制冷剂在整个制冷单元中循环，并且制冷单元的一个或多个蒸发器风扇将供应空气流吹过蒸发器，从而冷却供应空气并强迫其出去进入集装箱。
4.在其中制冷单元使用制冷循环来冷却供应空气的那些情况下，制冷剂罐的一部分体积可能泄漏到被调节空间内。由于制冷剂可为例如轻度易燃的低gwp制冷剂，因此制冷剂在被调节空间内的泄漏可能对冷藏货物和操作制冷货物集装箱的人员造成危险。
5.因此，通常将气体检测器设在制冷货物集装箱或制冷单元中，以便感测由于泄漏而存在的气体。这种气体检测器可包括非分光红外（ndir）技术，并用于确定给定气氛中特定气体的浓度。通常情况是，用于这些类型的感测元件的响应时间是一旦引入气体后感测元件准确响应所需的持续时间，并且理解的是，如果电子器件的环境包装可在气态引入感测元件期间捕获气体或未污染的空气，则响应时间会延迟。


技术实现要素：

6.根据本公开的方面，提供了一种气体检测器，并且该气体检测器包括气体检测器元件，与该气体检测器元件对接的电子器件，以及构造成将该气体检测器元件暴露于外部并形成电子器件壳体区域的封壳，电子器件设置在电子器件壳体区域中，由此电子器件与外部隔离。
7.根据另外的或备选的实施例，气体检测器还包括印刷电路板（pcb），并且pcb包括第一侧和与第一侧相对的第二侧，气体检测器元件可设置在第一侧上，气体检测器电子器件可设置在第二侧上。
8.根据另外的或备选的实施例，pcb包括构造成阻止流体从外部流向电子器件壳体区域的实心一体式本体。
9.根据另外的或备选的实施例，封壳包括本体和盖，其中pcb可固定到本体，并且盖可在pcb上方固定到本体。
10.根据另外的或备选的实施例，盖限定孔口，气体检测器元件通过该孔口暴露于外部，并且本体与pcb协作以形成电子器件壳体区域，气体检测器电子器件可设置在电子器件
壳体区域中。
11.根据另外的或备选的实施例，盖包括盖部分和介于pcb和盖部分之间的间隔物部分。
12.根据另外的或备选的实施例，间隔物部分比气体检测器元件厚。
13.根据另外的或备选的实施例，间隔物部分限定容纳气体检测器元件的开口，并且包括该开口处的密封件。
14.根据另外的或备选的实施例，气体检测器元件和气体检测器电子器件可设置在pcb的同一侧上。
15.根据另外的或备选的实施例，pcb限定pcb孔口，气体检测器元件可通过该pcb孔口暴露于外部，并且pcb包括实心一体式本体，其围绕pcb孔口并构造成阻止流体从外部流向电子器件壳体区域。
16.根据本公开的另一方面，提供一种制冷系统，并且该制冷系统构造成调节被调节空间的内部容积。制冷系统包括气体检测器，该气体检测器部署在内部空间内。
17.根据本公开的另一方面，提供了一种气体检测器，并且该气体检测器包括印刷电路板（pcb）和封壳，气体检测器元件和与该气体检测器元件对接的电子器件可设置在印刷电路板上。封壳包括可附接在一起以基本围绕pcb的本体和盖。盖限定孔口，pcb的第一侧处的气体检测器元件通过该孔口暴露于外部。本体与pcb协作限定电子器件壳体区域，pcb的第二侧处的电子器件可设置在该电子器件壳体区域中。电子器件壳体区域与外部隔离。
18.根据另外的或备选的实施例，pcb包括构造成阻止流体从外部流向电子装置壳体区域的实心一体式本体。
19.根据另外的或备选的实施例，pcb可固定到本体，并且盖可在pcb上方固定到本体。
20.根据另外的或备选的实施例，盖包括盖部分和介于pcb和盖部分之间的间隔物部分。间隔物部分比气体检测器元件厚，限定容纳气体检测器元件的开口，并且包括该开口处的密封件。
21.根据另外的或备选的实施例，气体检测器元件和电子器件可设置在pcb的同一侧上。
22.根据本公开的另一方面，提供了一种气体检测器，并且该气体检测器包括印刷电路板（pcb）和封壳，该印刷电路板具有第一侧和与第一侧相对的第二侧，气体检测器元件可设置在第一侧上，与气体检测器元件对接的电子器件可设置在第二侧上。封壳包括可附接在一起以基本围绕pcb的本体和盖。盖限定孔口，pcb的第一侧处的气体检测器元件通过该孔口暴露于外部。本体与pcb协作限定电子器件壳体区域，pcb第二侧处的电子器件可设置在该电子器件壳体区域中。电子器件壳体区域与外部隔离。
23.根据另外的或备选的实施例，pcb包括构造成阻止流体从外部流向电子装置壳体区域的实心一体式本体。
24.根据另外的或备选的实施例，pcb可固定到本体，并且盖可在pcb上方固定到本体。
25.根据另外的或备选的实施例，盖包括盖部分和介于pcb的第一侧和盖部分之间的间隔物部分。间隔物部分比气体检测器元件厚，限定容纳气体检测器元件的开口，并且包括该开口处的密封件。
26.这些及其它优点和特征将从连同附图的以下描述变得更清楚。
附图说明
27.认作是本公开的主题在说明书结束部分处的权利要求书中具体指出且明确请求保护。本公开的前述及其它特征和优点从连同附图的以下详细描述清楚，在附图中：图1是根据实施例的运输运载器的透视图；图2是根据实施例的图1的运输运载器的制冷系统的示意图；图3是根据实施例的气体检测器的侧视图；图4是图3的气体检测器的分解侧视图；以及图5是根据备选实施例的气体检测器的侧视图。
28.这些及其它优点和特征将从连同附图的以下描述变得更清楚。
具体实施方式
29.如将在下面描述的，提供了一种封壳设计，该封壳设计将气体检测器扩散膜片与需要在封壳内受保护的电子构件隔离。封壳设计消除了可容纳空气并阻止气体引入传感器的开放空间，或可容纳易燃气体并阻止传感器识别安全环境的开放空间。封壳设计可显著减少响应时间的延迟（例如，从约20分钟至1分钟），并且可允许关联的制冷系统以更快的速度创建安全警告或启动缓解策略。当认为周围环境安全时，封壳设计还可允许相关联的制冷系统恢复活动。
30.参考图1，示出了运输系统101，并且运输系统包括牵引机或运载器102、由运载器102拉动的被调节空间103，以及调节该被调节空间103内的空气的制冷系统104。
31.虽然在本文中将运输系统101描述为由运载器102拉动的被调节空间103，但是将理解，存在这样的实施例，其中被调节空间103由铁路、海上或空中运输，或可设在任何适合的集装箱内，其中运载器102是卡车、火车、轮船、飞行器、直升机等。
32.运载器102可包括驾驶舱或驾驶室105和运载器马达106。运载器102可由位于驾驶室内的驾驶员驾驶，由驾驶员远程驾驶，自主驾驶，半自主驾驶或其任意组合。运载器马达106可为由可燃燃料提供动力的电动或燃烧发动机。运载器马达106也可为拖车系统的动力传动系或驱动系统的一部分，因此运载器马达106构造成推进运载器102的车轮和/或被调节空间103的车轮。运载器马达106可机械地连接到运载器102的车轮和/或被调节空间103的车轮。
33.被调节空间103可联接至运载器102，并因此被拉动或推进至期望的目的地。被调节空间102可包括顶壁110、与顶壁110相对并与顶壁隔开的底壁111、与彼此隔开并相对的两个侧壁112，以及相对的前壁113和后壁114，其中前壁113最接近运载器102。被调节空间103可进一步包括在后壁114或任何其它壁处的门（未示出）。顶壁110、底壁111、侧壁112以及前壁113和后壁114一起限定制冷内部容积115的边界。制冷系统104构造成调节制冷内部容积115。
34.参考图2，可将被调节空间103提供为制冷拖车、制冷卡车、制冷空间或制冷集装箱的内部，其中制冷系统104适于使用诸如低gwp制冷剂（诸如a1、a2、a2l、a3等）的制冷剂来操作。在某些情况下，制冷剂可能泄漏到制冷内部容积115中，并且如果制冷内部容积115内泄漏的制冷剂的浓度超过阈值水平，可能会造成危险。阈值水平可为制冷剂的较低可燃极限。
35.蒸发器230、靠近蒸发器出口232的制冷剂管线253的一部分和靠近蒸发器入口231
的制冷剂管线250的一部分可位于被调节空间103的制冷内部容积115内，且因此可为制冷剂泄漏的潜在来源。
36.制冷系统104可为运输制冷系统，诸如运输制冷单元（tru）。制冷系统104包括压缩机210、冷凝器220、蒸发器230和泄漏检测系统240，泄漏检测系统包括与控制器241通信的泄漏传感器242。泄漏检测系统240布置为检测并减轻制冷内部容积115内制冷剂的存在。
37.压缩机210由电源211供电或由电源211驱动。压缩机210通过压缩机入口212从蒸发器230接收制冷剂，并通过压缩机出口213通过接收器221将制冷剂排放到冷凝器220。冷凝器220通过冷凝器入口222从压缩机210接收制冷剂的流体流，并且通过冷凝器出口223将制冷剂的流体流排放到接收器221。冷凝器入口222通过制冷剂管线2201流体地连接到压缩机出口213。风扇，诸如冷凝器风扇224，可与冷凝器220相关联并且设置在冷凝器220附近。
38.蒸发器230布置成通过蒸发器入口231从冷凝器220接收制冷剂的流体流，并且布置成通过蒸发器出口232将制冷剂的流体流排放到压缩机210。蒸发器入口231通过接收器221，经由致冷剂管线250，通过第一阀251和/或第二阀252流体地连接到冷凝器出口223，第二阀252设置在接收器221的与第一阀251相反的侧上。蒸发器出口232通过制冷剂管线253流体地连接到压缩机入口212。诸如蒸发器风扇233的风扇可与蒸发器230相关联并且设置成靠近蒸发器230。
39.第一阀251可为诸如电子膨胀阀、可移动阀或热膨胀阀的膨胀阀。第一阀251可在打开位置和关闭位置之间移动以选择性地抑制和促进制冷剂在蒸发器230与冷凝器220和接收器221中的至少一个之间的流体流。打开位置促进制冷剂通过接收器221在蒸发器入口231和冷凝器出口223之间的流体流。关闭位置抑制制冷剂通过接收器221在蒸发器入口231和冷凝器出口223之间的流体流，并且抑制制冷剂在接收器221与蒸发器入口231之间的流体流。
40.接收器221流体地连接到冷凝器220和蒸发器230，并且布置成基于第一阀251和/或第二阀252中的至少一个的位置来接收和存储制冷剂。接收器221布置成经由制冷剂管线250通过接收器入口2211从冷凝器出口223接收制冷剂。在至少一个实施例中，第二阀252布置成选择性地促进在冷凝器出口223与接收器入口2211之间的流体流。第二阀252可为可移动阀、电磁阀、液体服务阀、热膨胀阀或电子膨胀阀，并且可在打开位置和关闭位置之间移动以促进或阻止制冷剂在冷凝器出口223与第一接收器入口2211之间的流体流。接收器221布置为通过制冷剂管线250经由第一阀251，通过接收器出口2212排放或提供制冷剂的流体流至蒸发器入口231。
41.第三阀254可布置成选择性地促进在压缩机出口213与冷凝器入口222之间的流体流。第三阀254可为可移动阀、止回阀、液体服务阀、热膨胀阀或电子膨胀阀，并且可在打开和关闭位置之间移动以促进或阻止制冷剂在压缩机出口213与冷凝器入口222之间的流体流。
42.第四阀255可布置成选择性地促进在蒸发器出口232与压缩机入口212之间的流体流。第四阀255可为可移动阀、止回阀、液体服务阀、热膨胀阀或电子膨胀阀，并且可在打开和关闭位置之间移动以促进或阻止制冷剂在蒸发器出口232与压缩机入口212之间的流体流。
43.泄漏检测系统240包括与控制器241通信的泄漏传感器242。泄漏传感器242可设置
和配置成检测制冷剂的存在或所选择的量或浓度，并因此检测被调节空间103的制冷内部容积115内的制冷剂泄漏。
44.控制器241设有输入通信通道，该输入通信通道布置成从例如压缩机210、电源211、冷凝器风扇224、第一阀251、蒸发器风扇233、第二阀252、压力传感器243、压缩机排气压力传感器244和泄漏传感器242接收信息、数据或信号。控制器241设有输出通信通道，这些输出通信通道布置为向例如压缩机210、电源211、冷凝器风扇224、第一阀251、蒸发器风扇233和第二阀252提供命令、信号或数据。
45.控制器241可设有至少一个处理器，该至少一个处理器编程为基于经由输入通信通道提供的信息、数据或信号来执行各种操作，包括但不限于泄漏检测和/或泄漏缓解策略，并且经由输出通信通道输出命令。
46.泄漏传感器242布置成向控制器241提供指示被调节空间103的制冷内部容积115内制冷剂的浓度、量或存在的信号。泄漏传感器242可靠近蒸发器230设置和/或可靠近制冷剂管线250或可能将制冷剂泄漏到被调节空间103中的任何其它制冷剂管线或构件设置。泄漏传感器242也可位于制冷剂可能聚集的可能位置附近，诸如底壁111附近。
47.尽管已经根据本文的实施例描述了制冷系统104，但是将理解，制冷系统104的其它实施例和其它调节系统存在，并且以下描述与这些实施例和系统中的各个有关。
48.参考图3和图4，可提供气体检测器301作为图2的泄漏传感器242。气体检测器301包括气体检测器元件310和与气体检测器元件310对接的气体检测器电子器件320。气体检测器电子器件320可与气体检测器元件310通信，并且在一些情况下，可配置成从气体检测器元件310接收信号，并将该信号处理为可用的数据，气体检测器电子器件320可监测该数据，并且在来自气体检测器元件310的信号高于安全阈值的情况下，采取措施解决。在其它情况下，气体检测器电子器件320可配置成控制气体检测器元件310的某些操作。在任何情况下，气体检测器电子器件320可配置成与控制器241通信。气体检测器301可进一步包括印刷电路板（pcb）330和封壳340，气体检测器元件310和气体检测器电子器件320可设置在印刷电路板上。封壳340构造成将气体检测器元件310暴露于外部（即，暴露于制冷内部容积115、其中的任何气体或流体，且特别是暴露于其中的任何泄漏的制冷剂）。封壳340还构造成与pcb 330协作以形成电子器件壳体区域350。气体检测器电子器件320可设置在电子器件壳体区域350中，由此气体检测器电子器件320与外部隔离。
49.如图3和图4中所示，pcb 330包括实心一体式本体331，其构造成阻止流体从外部流过封壳340并进入电子器件壳体区域350。pcb 330还包括第一侧332和第二侧333（见图4）。气体检测器元件310可设置在第一侧332上。第二侧333与第一侧332相对。气体检测器电子器件320可设置在第二侧333上。
50.封壳340包括本体341和盖342。pcb 330可附接到本体341，并且盖342可在pcb 330上方附接到本体341，使得pcb 330基本上由本体341和盖342围绕，其中pcb 330的第一侧332面对盖342，且pcb 330的第二侧333面对本体341。盖342形成为限定孔口343，气体检测器元件310通过孔口暴露于外部，并且孔口可具有或可不具有延伸过开放空间的肋或孔。本体341形成为与pcb 330协作以限定电子器件壳体区域350，气体检测器电子器件320可设置在该电子器件壳体区域中。
51.根据实施例，本体341包括面对pcb 330的第二侧333的后平面3410，以及侧壁
3411，其连接到pcb 330的第二侧333并且将后平面3410定位在距pcb 330的第二侧333的距离d处。电子器件壳体区域350因此由后平面3410、侧壁3411和pcb 330界定。距离d足以至少紧密地容纳气体检测器电子器件320。
52.盖342包括盖部分3421和间隔物部分3422，其可为分开的构件或一体地一起设在单个构件中，并且其介于pcb 330的第一侧332和盖部分3421之间。间隔物部分3422比气体检测器元件310厚，形成以限定开口3423（见图4）以容纳气体检测器元件310，并且在某些情况下，可在开口3423处包括密封件3424。开口3423足够大以在存在或不存在密封件3424的情况下在气体检测器元件310周围形成空间。
53.根据备选实施例，并且参考图5，气体检测器元件310和气体检测器电子器件320可设置在pcb 333的同一侧（即，第二侧333）上。在这些或其它情况下，pcb 330限定pcb孔口501，气体检测器元件310可通过pcb孔口501暴露于外部，并且pcb 330包括围绕pcb孔口501的实心一体式本体510。在此，当气体检测器元件310通过pcb孔口501暴露于外部时，气体检测器元件310与pcb 330之间的连接或对接被密封或以其它方式不可渗透，使得电子器件壳体区域350与外部隔离。此外，围绕pcb孔口501的实心一体式本体510构造成阻止流体从外部流向电子器件壳体区域350，其不穿过pcb孔口501。
54.本公开的封壳设计的技术效果和益处是减少响应时间（例如，从约20分钟至1分钟），并保护电气系统免于暴露于环境影响，如湿度、灰尘和可降低可靠性的其它因素。与其它设计相比，封壳设计将允许尽可能快地启动安全程序。另外，封壳340的构造使得电子器件壳体区域350内的气体可捕获在常规检测器中的区域与封壳340的外部隔离，并且在尺寸和内部容积方面最小化。因而，可能对传感器读数产生不利影响的气体或其它大气特征（即，空气、湿气、碎屑等）中的很少或没有可变得捕获在电子器件壳体区域350中。
55.尽管仅结合了有限数目的实施例详细提供本公开，但应当理解的是，本公开不限于此公开实施例。相反，本公开可改变以结合迄今未描述的但与本公开的精神和范围相当的任何数目的变型、改型、置换或等同布置。此外，尽管描述了本公开的各种实施例，但将理解的是，示例性实施可包括仅一些所述示例性方面。因此，本公开未看作由前述描述限制，而是仅由所附权利要求书的范围限制。